Chrono — последний фрагмент пазла циркадных часов?

Все организмы, от млекопитающих до грибов, имеют суточные циклы, контролируемые строго регулируемыми внутренними часами — циркадными часами. На уровне всего организма эти часы, на которые влияет воздействие света, определяют цикл сна и бодрствования. На клеточном уровне часы контролируются сложной сетью генов и белков, которые включают и выключают друг друга в зависимости от сигналов окружающей среды.

Большинство генов, участвующих в регуляции циркадных часов, уже охарактеризованы, но Акихиро Горики, Тору Такуми и их коллеги из RIKEN, Университета Хиросимы (Япония) и Мичиганского университета (США) знали, что не хватает ключевого компонента, и стремились обнаружить его у млекопитающих.

В исследовании команда провела полногеномный анализ иммунопреципитации хроматина (ChIP) для поиска генов-мишеней BMAL1 — ключевого компонента часов, который связывается со многими другими часовыми генами, регулируя их транскрипцию.

Авторы охарактеризовали новый циркадный ген, названный ими Chrono. Они показали, что белок CHRONO функционирует как репрессор транскрипции в петле отрицательной обратной связи млекопитающих: белок CHRONO связывается с регуляторной областью часовых генов, а его репрессорная функция колеблется в циркадном ритме. Экспрессия основных часовых генов изменена у мышей, лишённых гена Chrono, и у этих мышей более длинные циркадные циклы.

«Эти результаты позволяют предположить, что Chrono функционирует как основной репрессор часов», — заключают авторы.

Кроме того, они продемонстрировали, что механизм репрессии Chrono находится под эпигенетическим контролем и связан через глюкокортикоидный рецептор с метаболическими путями, запускаемыми поведенческим стрессом.

Эти выводы подтверждаются другим исследованием Университета Пенсильвании, также опубликованным сегодня в PLOS Biology. В этой работе команда Джона Хогенеша доказывает существование Chrono с помощью компьютерного анализа.